Как собрать квадрокоптер своими руками

Особенности выбора комплектующих для сборки квадрокоптера

• Рама и ее компоненты. Основная вещь в колпаке — это несущая часть. Если рама легче, используется меньше энергии. Однако следует помнить, что легкие рамы стоят дороже. Прочность не так важна, если вы не планируете устанавливать на коптер более тяжелую камеру. Существует три типа рам: четырехлучевые, шестилучевые и восьмилучевые (по одному мотору на балку).

• Двигатели. Китайские интернет-магазины обычно обманывают и завышают спецификации. Поэтому, чтобы быть уверенным, покупайте двигатели с большей мощностью. Это также позволит вам поднять более тяжелую камеру. Есть также два типа двигателей для четырёхколёсных транспортных средств — коллекционный и несборный
• Пропеллеры. Их цена зависит от назначения вашего коптера. Если в ваших планах нет более сложных «полетов», то достаточно пластиковых пропеллеров. Если вы планируете делать аэрофотосъемку, вам необходимо использовать композитные материалы. Чем дороже пропеллеры, тем они сильнее и тем меньше времени требуется для их балансировки.
• Дистанционное управление, приемник сигнала. Пульт дистанционного управления должен приниматься вместе с приемником. В этом случае приемник будет принимать сигнал, посылаемый с пульта дистанционного управления. Опять же, обычные пульты стоят тысячу и более рублей — у них лучший радиус действия. В самих пультах может быть много ненужных переключателей, которые запутают вас — лучше не покупать такие копии.
• Регуляторы скорости и аккумулятор. Рекомендуется брать комплект двигателей с регуляторами сразу. Вы можете обойтись без него, но тогда вам придется регулировать силу самостоятельно. Батарея должна быть более мощной, особенно если вы хотите установить более тяжелую камеру.
• Контроллер. Контроллеры бывают двух типов. Универсальность настолько удобна, что работает на беспилотных летательных аппаратах любого монтажа, этому способствуют датчики и многофункциональность. Недостатком является цена контроллера — от 17 тыс. рублей. Кроме того, его необходимо будет настроить с помощью специального программного обеспечения, написанного для конкретной модели. Специализированный контроллер уже имеет необходимые настройки для определенного типа копировальных аппаратов.
• Камера. Выбор камеры для вашего квадрокоптера — непростая задача. Мы рекомендуем камеры GoPro или аналоги китайских компаний — их качество не сильно отличается. Основную роль играют вес и угол зрения, последний будет обсуждаться ниже. Чем тяжелее камера, тем сложнее ее расположить. Положение камеры можно рассчитать по следующей формуле L= 2 * tg (A /2) x D (L — поле зрения, A — угол, D — расстояние до винта).

Детали с Али экспресса

Одним из бюджетных вариантов квадрокоптера, представленных на Aliexpress для самостоятельной сборки без ущерба для функциональности, является Flysky i6 F450. Его цена составляет около 12086 рублей.

В комплект входят все элементы для создания собственного беспилотника, за исключением аккумулятора и крепежных приспособлений — камеры, хотя крепление ее предусмотрено конструкцией рамы устройства.

Что в пакете

В комплект входит:

Вам понадобится камера для квадрокоптера, которую можно приобрести отдельно. Первый самособранный беспилотник обычно поставляется с более простой версией.

Например, 5.8G 48CH Wifi камера является хорошим выбором. Он уже оснащен 4,3-дюймовым монитором, который принимает изображение. Цена такого комплекта составляет 3705 рублей.

Инструкция по сборке квадрокоптера своими руками (для начинающих)

Теперь давайте займемся тем, как собрать квадрокоптер вашей мечты. Я сразу же отмечаю, что это обобщенное руководство, и некоторые пункты могут отличаться. Я постараюсь систематизировать процесс, укажу основные моменты отбора и сборки.

Сборка рамы

В качестве основы была выбрана классическая 115-миллиметровая рама под названием «марсианская». Стандартным типом является Гибрид Х:

Фиолетовые сообщения добавляют стиль и цвет в сборку.

Она проста в сборке, комплект поставляется с файлом, который можно использовать, если вы хотите обработать углы деталей, они могут быть острыми. Нижняя матрица с нижними балками собирается первой.

Не устанавливайте пока прокладки, так как они будут мешать припаянным проводам при последующей сборке. Я поторопился и прикрутил их, а потом снова отвинтил.

Здесь вам понадобятся шестигранник и гайка, чтобы затянуть нижнюю часть.

Затем установите пластиковые стойки для крепления башни от контроллера вращения, полетного контроллера и так далее. Они затягиваются сзади винтами

Чтобы регуляторы оборотов «сидеть» на стойках более мягко, наденьте на них силиконовые демпфирующие кольца. Они поставляются вместе с рамой:

Далее необходимо взять регулятор скорости и лудить контакты, к которым будут припаяны провода двигателя. Если вы паяете в первый раз, сначала смажьте колодки флюсом припоя, затем возьмите припой, и есть два способа сделать это: либо нанести паяльную проволоку на контакт и расплавить ее паяльником, либо расплавить припой на кончик паяльника и нанести каплю на контакт. Затем установите регулятор(ы) скорости на стойки:

Подключение моторов квадрокоптера: установка двигателей

Вторая ступень сборки квадрокоптеров шаг за шагом. Раньше популярным было производство двигателей с правой и левой резьбой, чтобы гайки всегда были самозатянутыми во время полета, но в последнее время производители все чаще продают двигатели с резьбой на валу только с одной стороны. Однако это не является проблемой, так как используются контргайки, которые не отвинчиваются как таковые. С плюсом — минимальные допуски — пропеллеры плотно сидят и крепко держатся даже без гаек.

Итак, просто купите 4 мотора сразу, не обращая внимания на ту сторону, где они должны вращаться, это мы исправим позже при настройке прошивки.

Чтобы все выглядело красиво, можно использовать плетеные подтяжки или шнуры, как эта:

Вы также можете просто использовать термоусадочную пленку. Это будет менее красиво, но защита та же самая.

Двигатели будут поставляться с 2 размерами болтов, для толстой рамы и для тонкой рамы. Так как эта рама имеет балки толщиной 5 мм, используйте самые длинные болты. Они не доберутся до оплетки мотора.

Теперь вам понадобится блокиратор резьбы. Вы можете купить его в любом магазине автозапчастей. В идеале он должен быть синего цвета, но если у вас остался красный, просто налейте его на нитки в очень маленьких количествах. Похоже на то:

Смажьте болты и прикрутите двигатели к раме. Будьте осторожны, не снимайте резьбу.

После скручивания электродвигателей измерьте длину проволоки, которую необходимо оставить для пайки. Измеряйте не напрямую, а с учетом перегибов. Например, это:

Мы припаиваем провода так же, как они выходят из мотора — по порядку, хотя вы можете нарушить порядок и поменять крайние провода на месте, тогда мотор начнет поворачивать в другую сторону. В свою очередь, среднюю проволоку нельзя перепутать, она должна быть посередине и припаяна к средней подушке.

После измерения отрежьте излишки, удалите изоляцию с концов и консервную банку. Измерьте и отрежьте кусок термоусадочной втулки или косы и положите его на провода:

Теперь тебе нужно все припаять. Хорошо нагрейте его, чтобы получить хороший контакт, в противном случае могут возникнуть проблемы с остановкой двигателей при вводе в эксплуатацию (как один из вариантов):

Затем перейдите к термоусадочной машине с помощью зажигалки или паяльной сушилки, чтобы усадить ее.

Установка полетного контроллера

Монтаж квадрокоптера шаг за шагом включает в себя установку полетного контроллера. Для подключения батареи необходимо припаять провода и конденсатор. Я забыл сфотографировать этот момент, так что фотография через несколько шагов. Соблюдайте полярность. Батарея была достаточно короткой, что я подключил к ней Mamba F405 и должен был обрезать провода, чтобы сделать ее удобной. Изначально я припаял провода на короткие расстояния и подумал, что будет удобно подключить его к батарее, но после сборки устройства я обнаружил, что это не тот случай, и мне просто пришлось его поменять. Убедитесь, что провод вышел из рамы на несколько дюймов. Мы также обертываем булавки термоусадочной трубкой. У нас есть «+» и «-» на конденсаторе и все это хорошо припаяно к плате регулятора скорости. Контакт должен быть хорошим, поэтому дайте припой нагреться:

Далее мы устанавливаем полетный контроллер на пластиковые стойки. Синие амортизаторы включены в комплект поставки. Они необходимы для гашения дрожания и вибрации, чтобы не мешать работе гироскопа. Наденьте сверху пластиковые гайки и затяните, но не слишком туго. Подключите белый разъем от регулятора оборотов к бортовому контроллеру. Как видите, на данном этапе почти все фиолетовые прокладки были удалены, потому что они мешали. Не делай эту ошибку снова и помести их преждевременно:

Монтаж проводов для камеры

Затем мы припаяли провода от камеры. Согласно чертежу, мы можем припаять штифты к этим подушечкам:

На фотографии выше:

• желтый кабель — видео;
• Чёрный — это земля;
• Красный — 5 вольт.

Выходящий провод (зеленый + черный) является контактом для джойстика управления камерой. Но Caddx Tarsier 4K настраивается с вашего телефона через приложение, так что вы можете отрезать дополнительные провода, если хотите.

Монтаж приемника

Используется приемник FrSky XM+.

Припойте к нему 3 провода:

1. Белый — это сигнал;
2. Красный 5 В;
3. Чёрный — это земля.

Припойте провода, как показано на рисунке ниже (на обратной стороне есть отметки):

Обрежьте термоусадочную трубку до нужного размера. После установки спрячьте в нем приемник.

Сдвиньте провода под нижнюю часть полетного контроллера. Припой к этим булавкам:

Это должно выглядеть так.

На этом этапе сборки квадрокоптера привяжите приемник перед тем, как убрать его в теплозащитный экран. Возьмите радио, включите его, настройте модель (дайте ей название), установите Ch. Range на Ch1-16, Mode D16. Достань эту линию и нажми на круг:

Нажмите кнопку на приемнике, которая находится в верхнем левом углу, и подключите бортовой контроллер через USB к компьютеру для питания приемника. Зеленый светодиод загорится, а красный — замигает. Теперь отпустите кнопку и снова переместите колесо на аппаратном обеспечении в положение BND, чтобы выйти из режима привязки.

Вот так, ты связал приемник.

Нанесите термоусадочную пленку, усадите ее и сдвиньте приемник под полетный контроллер. Оставим антенны снаружи. Мы прикрепим их к балкам рамы. Предпосылкой для хорошего сигнала является то, что антенны (если их 2) должны быть выровнены друг с другом под углом 90 градусов.

Чтобы это заработало, возьмем 2 пластиковых стяжки-молнии и прикрепим их к балкам рамы таким образом:

Разрежьте термоусадочную трубку до нужного размера и наденьте ее. Затем уменьшите его с помощью зажигалки или фена:

Ты получишь одну из них:

Это даст вам идеальный угол 90 градусов, а сами антенны будут надежно закреплены.

Установка видеопередатчика и пищалки

Квадрокоптерная сборка FPV не лишена видео. Мы используем классический видеопередатчик: Echine TX528 и мы подключаем его к бортовому контроллеру. Если провода видеопередатчика длинные, мы укорачиваем их до такой длины, чтобы видеопередатчик мог быть прикреплен к краю верхней полосы кадра и чтобы провода не провисали. Чтобы минимизировать видео помехи, мы скручиваем провода в пучок. Как показано на рисунке, мы можем припаять к этим контактам:

Мы припаиваем пищалку рядом с контактами в камере. Пищалка необходима для звукового сопровождения различных уведомлений, а также для поиска упавшего квадроцикла. В общем, это необходимо. Бипер необходим со встроенным генератором. Здесь мы паяем провода (черный и красный):

Также протяните провода пищалки под полетный контроллер. На выходе с задней стороны обвяжите пищалку и силовой кабель пластмассовой стяжкой к раме.

Прикрепите видеопередатчик к верхней панели с помощью пластиковых кабельных стяжек и закрепите антенну одновременно:

Монтаж Caddx Tarsier 4K в стэк, в башню

Сборка квадрокоптера шаг за шагом собственными руками включает в себя самое интересное — сборку видеокамеры в штабель из полетных контроллеров и РПМ, а также сборку модуля камеры на адаптерах, распечатанных на 3D-принтере.

Давайте начнем с адаптеров. Вставьте в них маленькие гайки М2:

Прикрутите эти адаптеры к камере с помощью соответствующих 6 или 8-миллиметровых винтов, чтобы прочно удержать все на месте:

Возьмите боковые панели, которые будут прикреплены к камере. Возьмите сверло на 2, примерьте его (так камера находится в середине) и просверлите 2 отверстия для монтажных адаптеров, но 1 отверстие было достаточно для меня, потому что другое упало прямо в готовое отверстие (решетка):

Теперь перейдем к установке самой доски на башню. Так как монтажная плата камеры составляет 29 * 29 мм, а монтажные отверстия — 20 * 20 мм, то, естественно, установить ее просто так невозможно. Поэтому было решено взять информационную панель от Mamba F405, просверлить 4 отверстия сверлом 2 мм, прикрепить плату и смонтировать ее целиком до стандартного 30*30 мм. Вам также понадобятся винты M2 12 мм из комплекта.

Металлическая панель с синей резиной является теплоотводом платы камеры.

Вы должны переместить все в одну сторону, иначе позже вы не сможете накрутить гайки на саму панель.

В результате, у нас есть этот состав:

Гайки поместятся только с одной стороны, но все будет держаться крепко, что было доказано многочисленными полетами и падениями на этот беспилотный летательный аппарат. Не забудьте надеть резиновые кольца из комплекта бортового контроллера (их довольно много).

Остается только установить панели на адаптеры камеры. Отвинтите камеру от адаптеров, прикрутите адаптеры к панелям и прикрутите камеру к адаптерам. Монтаж на месте:

Прикрепите верхнюю пластину к раме:

Последние штрихи

Аккумуляторная батарея в этом квадрокоптере установлена сверху. Так как есть головки винтов, нам нужно сгладить эту поверхность. Для этого мы выбрали кусок резины (велосипедная камера) и 2 полосы двусторонней клейкой ленты:

Вы можете использовать любой материал для сборки квадкоптера КВПП, помните, что квадкоптер собирается вами и так, как вы хотите, так что используйте ваше воображение, он не должен идти тем путем, который показан здесь.

Окончательный вид на квадрокоптер:

На этом техническая часть заканчивается, и настало время перейти к программной части: прошивке и настройке!

Настройка и отладка

Калибровка квадрокоптера

Как и любое другое устройство, собранный беспилотник требует регулировки. При покупке комплекта он минимален, так как размещение датчиков, программное обеспечение контроллера и характеристики гребных винтов с двигателями уже выбраны производителем.

Этапы сборки квадрокоптера на видео

Положите все на стол и начнем.

1. Грубо оцените требуемую длину проводов контроллера, на всякий случай добавьте небольшой допуск и обрежьте их до требуемой длины.
2. Мы припаиваем разъемы к выходам регулятора, чтобы облегчить подключение двигателей.
3. Припойте контроллеры скорости к печатной плате.
4. Также припаяйте разъем батареи к печатной плате.
5. Осторожно прикрутите двигатели к балкам дрона. Обратите внимание на резьбу во время установки.
6. Припаяйте разъемы двигателя, если их нет.
7. Прикрутите балки с двигателями к плате.
8. Прикрепите регуляторы к коптеру. Проще всего это сделать с помощью пластиковых зажимов.
9. Подключите провода контроллера к двигателям в случайном порядке. При необходимости Вы можете изменить заказ позже.
10. Прикрепите модуль управления к корпусу (сначала сфотографируйте заднюю сторону, а затем посмотрите, для чего он нужен). Мы даже можем прикрепить его с помощью резины, но я рекомендую сначала использовать мягкую двухстороннюю клейкую ленту.
11. Подключите регуляторы скорости к регулятору. Порты с пометкой «плюс»-«минус»-«пустые» обычно соединяются белым проводом с экраном.
12. Используйте оставшуюся клейкую ленту, чтобы прикрепить приемник ближе к блоку управления и подключить необходимые каналы к соответствующим портам. Используйте документацию на этот приемник и фотографию внешнего края платы, чтобы понять, какой проводной стек отвечает за что.
13. Подключите питание устройства от аккумулятора через разъем.
14. Ты отлично справляешься! Ты построил свой первый беспилотник.